本发明涉及一种用于锻造自动化生产线的机器人夹钳。
背景技术：
目前我国的锻造工艺的成形过程大致如下：下料——加热——制坯——预锻+终锻——切边——冲孔——整形——热处理——喷丸与探伤，绝大多数生产过程都是由人工操作完成，工人劳动强度大，危险性大，产品质量不稳定，能耗高；同时由于其烟尘、有害气体、噪声和振动等环境问题对员工身心健康也造成严重的威胁。锻造车间的劳动环境恶劣、劳动强度高，追求并实现自动化生产是每一个锻造企业的迫切需求，工业机器人的应用为锻造企业提供了一把解决难题的钥匙。机器人全自动锻造生产线的开发与应用，在提高产品一致性、解放劳动力、节约劳动成本、保证安全生产、提高生产效率以及提升企业现代化生产水平方面提供了跨越式发展的机会。
目前采用工业机器人的全自动锻造生产线面临着以下几个问题：1)出坯料在预锻/终锻后，会产生形状不规整的飞边，而这种形状不规整的幅度、尺寸的变化又是随机出现的，不可预测，也无法避免，目前人工采用夹钳进行夹持时，通常会出现夹持不稳的情况，易出现锻件翻转或翻转后掉落的现象，中断整条生产线的节拍；且夹钳夹持到终锻的形腔时，工件不能准确定位在模具上，导致终锻的产品出现质量问题；2)当出现多种规格的同类产品时，需更换对应的夹钳来适应不同规格的产品，难以实现柔性生产的目的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于锻造自动化生产线的机器人夹钳，能够稳定抓取预锻/终锻后未切飞边前的工件。
实现本发明目的的技术方案是：一种用于锻造自动化生产线的机器人夹钳，包括夹头和支架；所述夹头设有至少两个；所述夹头包括上爪、下爪和夹头驱动机构；所述夹头驱动机构固定在支架上；所述上爪和下爪的前端均设有尖头；所述下爪固定在夹头驱动机构上；所述上爪设置在下爪上方；所述夹头驱动机构驱动上爪靠拢或者远离下爪实现张开/闭合动作。
所述夹头驱动机构驱动上爪在下爪与下爪的后上方位置之间移动。
所述夹头驱动机构的驱动方式为气动、液压、电动中的一种。
所述夹头设有两个，并且两个夹头的头部至尾部之间的距离逐渐增加。
所述夹头驱动机构包括夹爪固定板、传动组件、夹爪驱动组件和组件安装板；所述夹爪固定板对称设置两块；所述下爪的后部固定在两块夹爪固定板之间；所述上爪设置在下爪的上方，上爪的后部通过传动组件与下爪连接；所述组件安装板对称设置两块，两块组件安装板的后端固定在支架上，两块组件安装板的前端分别与两块夹爪固定板固定连接；所述夹爪驱动组件安装在两块组件安装板之间；所述夹爪驱动组件驱动传动组件带动上爪运动，使上爪与下爪实现张开/闭合动作。
第一种优选的技术方案：所述传动组件包括第一传动件、第二传动件和第三传动件；所述第一传动件设有三个端部，其中第一个端部与两块夹爪固定板铰接，第二个端部与上爪的尾部固定连接，第三个端部与第二传动件的一端铰接；所述第二传动件的另一端与第三传动件的一端铰接在同一连接轴上；所述第三传动件的另一端与两块夹爪固定板铰接。
所述夹爪驱动组件包括夹爪驱动气缸和u型气缸接头；所述夹爪驱动气缸的缸体的两侧与两块组件安装板转动连接；所述u型气缸接头的一端与第二传动件和第三传动件之间的连接轴铰接，u型气缸接头的另一端与夹爪驱动气缸的活塞杆固定连接。
所述支架包括支架本体和法兰；所述法兰固定在支架本体的上端面上；所述夹头驱动机构固定在支架本体的下端面上。
第二种优选的技术方案：所述夹头的传动组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和转轴；所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均设有两根；所述两根第一连杆在上爪和下爪的两侧对称设置，并且第一连杆的两端分别与上爪和下爪转动连接；所述两根第二连杆在上爪和下爪的两侧对称设置，并且第二连杆的两端分别与上爪和下爪转动连接；所述第一连杆与第二连杆平行设置；所述两根第三连杆在转轴的两端对称设置，两根第三连杆的一端分别与转轴的两端转动连接，两根第三连杆的另一端分别与上爪的两侧转动连接；所述两根第四连杆在转轴的两端对称设置，两根第四连杆的一端分别与两块夹爪固定板转动连接，两根第四连杆的另一端分别与转轴的两端转动连接；所述夹爪驱动组件与转轴连接。
所述夹爪驱动组件包括夹爪驱动气缸和u型气缸接头；所述夹爪驱动气缸的缸体的两侧与两块组件安装板转动连接；所述u型气缸接头的一端与转轴转动连接，u型气缸接头的另一端与夹爪驱动气缸的活塞杆固定连接。
所述支架包括支架本体和法兰；所述法兰固定在支架本体的后端面上；所述夹头驱动机构固定在支架本体的前端面上。
所述支架的支架本体的前端面的两侧均设有斜面，两斜面的中轴线从前至后的距离逐渐增加；所述两个夹头的尾部分别固定在支架本体的前端面的两斜面上。
所述两个夹头的尾部均固定有连接板；所述两个夹头的连接板分别固定在支架的支架本体的前端面的两斜面上。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明设置多个夹头，并且每个夹头独立驱动，可适用带有不平整不规则飞边的工件，可有效解决现有夹钳夹持时出现夹持不稳的情况，同时夹钳能精确夹持预锻/终锻后未切飞边前的工件，并通过机器人将工件准确的送入到下一道工序，避免出现中断整条生产线的问题。相应地，当出现不同规格的同类产品时，不需要更换夹钳来适应不同规格的产品，避免了夹具更换繁琐的问题，可达到柔性生产的目的。
(2)采用本发明的自动化生产线，可实现无人干预自动化生产，节约了大量的人力，同时避免了由于烟尘、有害气体、噪声和振动等环境问题对员工身心健康构成的严重威胁，且排除了因人员所造成的产品质量的不稳定性。
(3)本发明的上爪和下爪的前端均设有尖头，使上爪和下爪能够伸入模具与工件的缝隙中夹持带有飞边的工件。
(4)本发明的夹头驱动机构驱动上爪在下爪与下爪的后上方位置之间移动，使上爪在夹持过程中能够避让模具。
(5)本发明通常采用双夹头，大工件的场合可采用三夹头及以上。
(6)本发明采用连杆自锁角方法压紧夹头，可采用很小的驱动力得到很大的夹紧力，因此可以采用非常小尺寸的气缸，进而大大减小了本发明的体积，并且节约了成本。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的实施例2的结构示意图。
图4为图3的立体图，图中去除了一块夹爪固定板和一块组件安装板。
附图中的标号为：
夹头1、上爪1-1、下爪1-2、夹爪固定板1-3、传动组件1-4、第一传动件1-4-1、第二传动件1-4-2、第三传动件1-4-3、第一连杆1-4-4、第二连杆1-4-5、第三连杆1-4-6、第四连杆1-4-7、转轴1-4-8、夹爪驱动组件1-5、夹爪驱动气缸1-5-1、u型气缸接头1-5-2、组件安装板1-6、连接板1-7；
支架2、支架本体2-1、法兰2-2。
具体实施方式
(实施例1)
见图1和图2，本实施例的机器人夹钳用于锻造自动化生产线，包括夹头1和支架2。
夹头1设有至少两个。当夹头1设置两个时，两个夹头1的头部至尾部之间的距离逐渐增加。夹头1包括上爪1-1、下爪1-2和夹头驱动机构。夹头驱动机构固定在支架2上。上爪1-1和下爪1-2的前端均设有尖头。下爪1-2固定在夹头驱动机构上。上爪1-1设置在下爪1-2上方。夹头驱动机构驱动上爪1-1靠拢或者远离下爪1-2实现张开/闭合动作。优选地，夹头驱动机构驱动上爪1-1在下爪1-2与下爪1-2的后上方位置之间移动。夹头驱动机构的驱动方式为气动、液压、电动中的一种。
夹头驱动机构包括夹爪固定板1-3、传动组件1-4、夹爪驱动组件1-5和组件安装板1-6。夹爪固定板1-3对称设置两块。下爪1-2的后部固定在两块夹爪固定板1-3之间。上爪1-1设置在下爪1-2的上方，上爪1-1的后部通过传动组件1-4与下爪1-2连接。组件安装板1-6对称设置两块，两块组件安装板1-6的后端固定在支架2上，两块组件安装板1-6的前端分别与两块夹爪固定板1-3固定连接。夹爪驱动组件1-5安装在两块组件安装板1-6之间。夹爪驱动组件1-5驱动传动组件1-4带动上爪1-1运动，使上爪1-1与下爪1-2实现张开/闭合动作。
传动组件1-4包括第一传动件1-4-1、第二传动件1-4-2和第三传动件1-4-3。第一传动件1-4-1设有三个端部，其中第一个端部与两块夹爪固定板1-3铰接，第二个端部与上爪1-1的尾部固定连接，第三个端部与第二传动件1-4-2的一端铰接。第二传动件1-4-2的另一端与第三传动件1-4-3的一端铰接在同一连接轴上。第三传动件1-4-3的另一端与两块夹爪固定板1-3铰接。
夹爪驱动组件1-5包括夹爪驱动气缸1-5-1和u型气缸接头1-5-2。夹爪驱动气缸1-5-1的缸体的两侧与两块组件安装板1-6转动连接。u型气缸接头1-5-2的一端与第二传动件1-4-2和第三传动件1-4-3之间的连接轴铰接，u型气缸接头1-5-2的另一端与夹爪驱动气缸1-5-1的活塞杆固定连接。
支架2包括支架本体2-1和法兰2-2。法兰2-2固定在支架本体2-1的上端面上。夹头驱动机构固定在支架本体2-1的下端面上。
本实施例的机器人夹钳的工作原理是：当夹爪驱动气缸1-5-1动作时，下爪1-2是固定不动的，上爪1-1通过u型气缸接头1-5-2与传动组件1-4的配合进行运动。当本实施例的机器人夹钳处于开口状态时，上爪1-1缩后，与下爪1-2形成一定的落差，即使在工件与模具间隙很小的情况下，也能更方便、更快速的夹取工件。
(实施例2)
见图3和图4，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：夹头1的传动组件1-4包括第一连杆1-4-4、第二连杆1-4-5、第三连杆1-4-6、第四连杆1-4-7和转轴1-4-8。第一连杆1-4-4、第二连杆1-4-5、第三连杆1-4-6和第四连杆1-4-7均设有两根。两根第一连杆1-4-4在上爪1-1和下爪1-2的两侧对称设置，并且第一连杆1-4-4的两端分别与上爪1-1和下爪1-2转动连接。两根第二连杆1-4-5在上爪1-1和下爪1-2的两侧对称设置，并且第二连杆1-4-5的两端分别与上爪1-1和下爪1-2转动连接。第一连杆1-4-4与第二连杆1-4-5平行设置。两根第三连杆1-4-6在转轴1-4-8的两端对称设置，两根第三连杆1-4-6的一端分别与转轴1-4-8的两端转动连接，两根第三连杆1-4-6的另一端分别与上爪1-1的两侧转动连接。两根第四连杆1-4-7在转轴1-4-8的两端对称设置，两根第四连杆1-4-7的一端分别与两块夹爪固定板1-3转动连接，两根第四连杆1-4-7的另一端分别与转轴1-4-8的两端转动连接。夹爪驱动组件1-5与转轴1-4-8连接。夹爪驱动组件1-5的u型气缸接头1-5-2的一端与转轴1-4-8转动连接。
支架2包括支架本体2-1和法兰2-2。法兰2-2固定在支架本体2-1的后端面上。夹头驱动机构固定在支架本体2-1的前端面上。支架本体2-1的前端面的两侧均设有斜面，两斜面的中轴线从前至后的距离逐渐增加。两个夹头1的连接板1-7分别固定在支架2的支架本体2-1的前端面的两斜面上。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。